WiFi的速率参数是怎么计算的,看这篇文章就够啦
大家好,我是爱摸鱼的老牛,感谢大家的支持与关注,今天在摸鱼的时间里给大家介绍下路由器的无线速率小知识点。
路由器几乎每家都有,不知道大家在选购路由器的时候会关注哪些指标,天线数量,还是是否支持最新的无线协议,又或者是无线速率?相信大家最熟悉的指标就是无线速率了,几乎每一款路由器都会在标题上写这AC1200,AX3000,AX5400等等,如果你潜意识里一般都是字母越靠后,数字越大越好,那恭喜你,即使不明白这些参数的具体含义,按照这个思路买是正确的。今天就来对这一参数做个介绍,让大家在买路由器的时候能有个底,有不对的地方也欢迎大家的指正。
这个参数由字母和数字两部分组成,前面的一般都是AC或者AX,就是上一篇介绍WiFi协议里面提到过的802.11标准的后缀,AC表示路由器最高支持到WiFi5,AX表示最高支持到WiFi6,现在市面上在售的基本就这两种。后面的数字就表示速率了,单位是Mbps,每秒钟传输的比特数量,8个比特为一个字节。
速率的计算公式为:
速率(Mbps) = 1/符号长度(us) * 有效子载波个数 * 每个子载波承载有效bit数 * 码率 * 天线个数
1、什么是符号长度
在WiFi协议中,数据首先是0和1的比特流,经过冗余编码,调制后,最后进行傅里叶逆变换到时域上。这个时域上的数据就是符号(symbol),这个符号在时域上的时间就是符号长度,符号长度越长,单位时间内的符号数量就越少。公式里1/符号长度(us),意思就是1秒钟可以传输的symbol数量。使用us做单位,是这样计算出来的速率单位直接就是Mbps。对于802.11AC,其最小的symbol长度3.6us,对于802.11AX,其最小的symbol长度13.6us。
2、什么是有效子载波个数
这里的有效子载波个数是指一个符号上的有效子载波个数,有效的意思是指传输数据的子载波,因为会有些子载波不传输数据,用来传输导频信号,导频信号可以简单的理解为用来辅助接收端恢复信号。
对于802.11AC,当带宽为160Mhz时,有效子载波个数是484-16=468个,其中16是导频子载波个数,当带宽为80MHz,则减半。对于802.11AX,当带宽为40M时是468个,当带宽为80M时是980个,当带宽为160M时是1960个。
3、什么是每个子载波承载有效bit数
每个子载波上承载的数据是调制后的数据,并不是直接把01比特放在子载波上传输,当然也可以这么干,但是速率就会降低,不同的调制方式可以传输不同的比特数,通俗的讲,比如QPSK就是把2个bit数据调制成1个数据,16QAM就是把4个bit数据调制成1个数据,256QAM就是把8个bit数据调制成1个数据。调制阶数越高,速率越快,相应的抗干扰和噪声能力越差,越容易误码,调制后面也开篇文章专门讲讲。
对于802.11AC,最高可以支持256QAM,对于802.11AX,最高可以支持1024QAM。
4、什么是码率
数据在物理层传输时,一般都会进行冗余编码,简单讲就是长度为n的比特流,经过冗余编码后,长度变为2n,那码率就是1/2,进行冗余编码的作用就是提高纠错能力,码率越低纠错能力越强,传输速率越低,码率越高纠错能力越差,传输速率越高。WiFi5和WiFi6的最高码率都是5/6。
介绍完公式的几个重要参数,接下来就实战算一算吧。
来看看TPLink这款AC1900,这是一款wifi5路由器,其支持的2.4G是工作在wifi4协议,对于wifi4,其单根天线最高支持150Mbps的速率。这款路由器有六根天线,其中三根是2.4G天线,三根是5G天线。5G的带宽是40MHz。那么速率应该是这样算的:
2.4GHz频段:150*3 = 450Mbps
5GHz频段: 1/3.6*(468/2)*8*(5/6)*3= 1300Mbps
合起来只有1750Mbps,还有150Mbps去哪了,看了商品详情页发现,5G的算的是对的,2.4G达到了600Mbps,估计这款路由器在2.4G中使用了特殊的调制方式提高了传输速率,那相应的无线网卡得支持解调才行。
再来看看小米的AX3000,四根天线,两根2.4G天线,两根是5G天线。工作在2.4GHz时,最大带宽为4MHz,5GHz时达到160MHz,所以2.4GHz的速率为:1/13.6*468*10*(5/6)*2=573.5Mbps。5GHz的速率为1/13.6*1960*10*(5/6)*2=2402Mbps,合起来差不多3000Mbps。
这都是理论的峰值速率,是不存在误码的最理想情况的,而实际使用的无线信道环境是很复杂的,存在很多干扰,很难到最高理论值。好了,今天的介绍就到这里啦。
作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~
积玉的桥
校验提示文案
糖糖251
校验提示文案
糖糖251
校验提示文案
积玉的桥
校验提示文案